指针式电子演示测力计的研制,本文主要内容关键词为:测力计论文,演示论文,指针式论文,电子论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
目前,在中学物理实验教学中,演示测力计均是利用弹簧伸长量跟所受拉力成正比原理来工作的。这种测力计具有制作简单、造价低廉的特点,但存在着量程不可变换,测量误差大的缺陷。而市面上的电子测力器大多不便于在教学中使用,要么体积过大、操作不便,要么可视性不强、与其他仪器无法配套使用。为此,我们采用传感器与演示电表相结合的方式研制了一款测力计,经实际使用,效果很好,很多力学问题,用它都能得到很好的解决。
一、工作原理
指针式电子演示测力计利用高灵敏度的力传感器将微小力的变化转化为电压变化,经微小信号放大器放大、调零电路调零、信号再放大后送显示电路显示实现。各部分的连接关系如图1所示。
当外力作用在传感器上时,力传感器将随外力的大小变化输出毫伏级的电压变化;经微小信号放大器放大为伏特级的电压变化;由于外力未作用在传感器上时,传感器也会输出一固定电压,为保证此时显示输出为0,在此加一调零电路进行调节;信号经调零电路后再经放大器放大10倍(视情况而定)即可送入显示电路进行显示。
二、系统电路及元件选择
图2为其电原理图。
三、“N”表盘的制作
将J0403演示电表拨在5V挡,通电,调节调零电位器,使演示电表指示为0值;将1020g砝码放置在传感器上,此时,演示电表指针指示在某一位置,记下这一位置并在该位置计做10;然后将0点到10点的圆弧平均分成5份、则每份表示2N,制作出一表盘如图3所示,此时演示电表5V电压挡就变为10N挡、1V挡变为2N挡、2.5V变为5N挡了。
通电,调节调零电位器,选择合适的挡位,将力作用在传感器上即可使用。